跟大家說說原子彈和朝鮮的大爆炸(也請行家指正)

跟大家說說原子彈和朝鮮的大爆炸(也請行家指正)

莊冬

放射性元素的自然分裂和施放能量同時導致更多的分裂和能量的施放的自然現象是大家都熟悉的。通常這樣的能量施放是有限的，但是當放射性元素的質量代到一定水平(超過所謂臨界量)時這能量施放就會發生雪崩或滾雪球式的連鎖反應從而施放出巨大能量。因此，不能將大量放射性元素存放在一起。

但是，僅僅把大量放射性元素堆放在一起的巨大能量的施放並不是爆炸。核電站的爆炸其實是大量放射性元素堆放在一起失控時巨大能量施放導致的“鍋爐”爆炸。當然，核電站用的也是不能產生原子性爆炸的核燃料。

隻有一體的大量(超過所謂臨界量)的放射性元素才能產生原子性爆炸。當然，巧婦難為無米之炊，要造原子彈首先要有核燃料，現在通常用的是鈾。因此，製造原子彈的問題就是如何將多個小塊的(遠低於臨界量))溫熱的乖乖的核燃料融化成一塊。

我給大家介紹通常用的爆炸法。爆炸法的原理是利用小體積高能量爆炸產生的(向外的)超聲波的(向內的)反射波將多個小塊的核燃料壓往高溫的爆炸中心融化成一體從而誘發核爆炸。

爆炸產生向外的波是常識。這波是動力波。而動力波在大氣中的傳播速度也就是聲速是一個常數。但是當高能量爆炸產生向外的超聲波時，這超聲波就會在空氣中撞牆，因而產生反方向的向內的(向爆炸中心的)反射波。這一切都是在短時間內產生的，由於慣性在放置在爆炸周圍的多個小塊核燃料還沒來得急被炸飛之前就被反射波的高壓推向爆炸的高溫中心。多個小塊的核燃料壓往高溫的爆炸中心融化成一個超過所謂臨界量的整體從而誘發核爆炸。

所以，僅僅做一個原子彈還是不太困難的。因此，核試驗並不是一定要用核燃料或誘發核爆炸。隻要在放置核燃料的位置放上質量融點類似的物質作爆炸試驗，然後檢查是否有足夠的試驗物質被融化在一起就可以了。這就是我猜朝鮮的那次爆炸有可能是沒有誘發核爆炸的核試驗的原因。大家讀過有關中國第一次核試驗成功的文章一定注意到毛澤東問是不是肯定是核爆炸，因為誘導核爆炸的爆炸也是很可怕的。

說不定，中國會借朝鮮或伊朗在宣布停止核試驗後再作幾次核試驗。其實，巴基斯坦的那一次多個的核試驗好像是在中國宣布停止核試驗後作的。每一次試驗都會學到新東西的。即便沒有新東西可學，也還是可以用來培養人才的。

第一次世界大戰中，化學家們發明了很多高能量炸藥為後來的原子彈作了準備。又因為，放射性元素是化學家發現的，有人認為原子彈是化學家的功勞。由於第一次世界大戰的殘酷，化學家們很不好意思為原子彈負責。結果，物理學家們為原子彈領了賞。當然，物理學為原子彈領賞也和做原子彈的人們很多是學物理的有關。

一旦作成了原子彈，所有的功夫都花在，1：設計小塊核燃料的幾何形狀以減小外向波的作用和加強反射波的效果；2：在外麵放置反射鏡以增強反射波的強度，從而減小炸藥的用量以減小體積和增加小塊核燃料用量以增加原子彈的當量或威力。

用最少的炸藥和略超過臨界量的鈾作出的就是最小型的原子彈。由於運送小型原子彈的運載工具的標準要低一些和體積也小一些，小型原子彈是有很高價值的。究竟有沒有小到可以放到行李箱裏的原子彈呢？我不知道。其實這個問題是可以用理論計算回答的。

原子彈是原子分裂的能量叫裂變。氫彈是原子合成的能量叫聚變。而氫彈則需要一個原子彈去產生足夠強的反射波造成的高壓高溫來誘導氫彈的核燃料------氫的核聚變。